地下工程测量
地下工程测量
名词解释：1、断链2、一井定向：在立井井筒中悬挂两根钢丝垂球线，在地面上利用地面控制点测定两垂球线的平面坐标及其联线方位角，在井下使用经纬仪测角量边把垂球线与井下起始控制点连接起来，通过计算确定井下起始控制点的坐标和方位角。
3、井筒中心线：4、方向闭合导线5、贯通测量简答：一、与地面导线测量相比，地下工程中的地下导线测量具有以下特点：1）由于受巷道的限制，其形状通常形成延伸状。
地下导线不能一次布设完成，而是随着巷道的开挖而逐渐向前延伸。
2）导线点有时设于巷道顶板，需采用点下对中。
3）随着巷道的开挖，先敷设边长较短、精度较低的施工导线，指示巷道的掘进，而后敷设高等级导线对低等级导线进行检查校正。
4）地下工作环境差，对导线测量干扰较大。
二、井下经纬仪导线的钢尺量边需要加入哪几项改正？1）尺长改正2）温度改正3）拉力改正4）垂曲改正5）倾斜边长化算成水平边长6）将导线边长化算到海平面的改正7）将导线边长归高斯投影面的改正三、隧道中线和腰线的作用分别是什么？隧（巷）道中线：指示隧（巷）道水平前进方向。
隧（巷）道腰线：指示隧（巷）道在竖直面内的掘进方向。
四、自由陀螺仪在高速旋时具有的两个重要特性是什么？1）陀螺仪自转轴在无外力矩作用时，始终指向其初始恒定方向；2）陀螺仪自转轴受外力矩作用时，将按一定的规律产生进动。
五、简述两井定向的作业过程两井定向就是在两井筒中各挂一根垂球线，在地面上测定两垂球线的坐标，并计算其连线的坐标方位角；接着在井下巷道中用经纬仪导线将两垂球线进行连测，取一假定坐标系统来确定井下假定坐标系统和地面坐标系统的方位差，这样便可确定井下导线在地面坐标系统中的坐标方位角。
六、简述利用复测法观测角β一个复测的过程：1）设预测角度∠ACB，在测站C上安平并对中经纬仪后将度盘在0°附近。
2）用复测钮将度盘和照准部锁紧，旋转照准部瞄准后视点A，读起始数α。
3）松开复测钮（即放开度盘），顺时针方向旋转照准部，瞄准前视点B并取检验读数b1。
测绘技术中的地下工程测量技巧
测绘技术中的地下工程测量技巧地下工程测量是测绘技术中一个重要的领域，其应用范围涉及建筑、交通、地质等多个领域。
地下工程测量旨在获取地下空间信息，为地下工程的设计、施工、监测提供准确可靠的数据支持。
本文将介绍地下工程测量中的一些技巧和方法。
一、激光测距技术激光测距技术是地下工程测量中常用的一种测量手段。
通过将激光束发射到目标物体上，然后接收反射回来的激光束，可以计算出目标物体与测距仪之间的距离。
激光测距仪具有测量速度快、精度高的优点，能够满足地下工程测量对准确度和效率的要求。
二、地下探测雷达技术地下探测雷达技术在地下工程测量中也有广泛的应用。
地下探测雷达通过发射高频电磁信号，利用信号在地下介质中的传播特性，判断地下结构物的位置和形态。
地下探测雷达技术可以非破坏地获取地下信息，对于地下工程的勘察和设计提供了有力的支持。
三、地下水平测量技术地下水平测量技术是地下工程测量中的重要组成部分。
它主要应用于地下管线和隧道等工程的控制测量，通过测量地下管线和隧道的中心线、高程、坡度等参数，确保工程施工的准确性和安全性。
地下水平测量技术可以使用全站仪、全息仪等设备，通过测量仪器和地面控制点之间的水平角和倾角值，计算出地下管线和隧道工程的位置和形态。
四、地下垂直测量技术地下垂直测量技术是地下工程测量中另一个重要的技术手段。
它常用于测量地下水平管线的井口位置、井深等参数，以及地下垂直洞探测工程。
地下垂直测量技术可以使用全站仪、水平仪等设备，通过测量仪器和地面控制点之间的垂直角和倾斜角值，计算出地下管线和井口的位置和形态。
五、测绘软件在地下工程测量中的应用测绘软件在地下工程测量中起着关键的作用。
通过使用测绘软件，可以实现对地下工程的数据处理、分析和可视化展示。
测绘软件可以将激光测距、地下探测雷达等仪器所获取的数据导入，并对数据进行处理和分析，生成地下结构物的三维模型和平面图。
同时，测绘软件还能够对地下管线和隧道等工程进行监测，实时反馈工程变形和位移情况，为工程实施提供及时的调整和控制。
第十三章地下工程测量
在精度要求不高的平巷中，或是倾斜角大于8 °的斜巷里可用此法。主要采
用的方法是”伪倾角法“。
如图，A、B同高，O A΄为中线方向
，则倾角为δ，”伪倾角“为δ ΄，有关系 式：
tg δ ΄=OA ΄×tgδ /OB ΄=cosβ×tgδ
即有： δ ΄=arctg(cosβ×tgδ )
均边长。
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3、地下高程控制测量 地下高程控制测量的任务（目的）是：测定地下坑道中各高程点的高程， 建立一个与地面统一的地下高程控制系统，作为地下施工放样的依据。
地下高程控制测量分为地下水准测量和地下三角高程测量，其特点是：
☻高程路线一般与地下导线测量的线路相同； ☻通常利用地下导线点作为高程点，这些点可在顶板、底板或边墙上； ☻地下水准支线随着隧道的开挖而增长； ☻在施工中，一般以低等级高程测量给出坑道在竖直面内的掘进方向， 然后再用高等级的高程测量进行检测。
下坑道中的控制、竣工和施工测量。对测量的要求如下：
★、严格按照测量原则和规范、检查测量成果，精度必须满足规范要求；
★、采取措施严格控制横向误差和高程误差，以保证工程质量；
★、在工程施工前应进行工程测量误差预计，将允许的竣工误差适当分配；
★、在地下工程中应尽量采用先进的测量设备。
1
第二节 隧道贯通误差预计
x l4R 0 2 l0 2,,,,,,y6 R 0 l33 R 2 l6 0 3
14
缓和曲线上任意一点的切线与ZH点的切线的交角为：
2lR20l•(l为缓和曲线 l0为 长缓 度和 ，曲
假设XA=XA΄，用逐渐趋近法求XA΄、YA΄，进而求出SA΄A与β΄。
9 0 (arY c A Y tA g arY c N Y tA g )
测绘技术在地下工程中的测量方法
测绘技术在地下工程中的测量方法地下工程是指在地面下方进行的各种工程建设活动，如隧道、地下管道和地下室等。
在地下工程的建设中，准确的测量是至关重要的，因为一个小的误差可能导致整个工程的失败。
因此，测绘技术在地下工程中的应用变得不可或缺。
一、地下工程的测量方法地下工程的测量包括地下空间的定位、尺寸测量以及地下地形的测量等。
这些测量需要使用先进的测绘仪器和技术进行，下面将介绍几种常见的地下工程测量方法。
1. 高精度测量仪器的应用在地下工程中，高精度测量仪器的应用十分重要。
例如，全站仪能够测量地下空间的坐标和角度，并提供高精度的测量结果。
激光测距仪可以测量地下空间的距离，并能实时显示测量结果。
通过这些先进的仪器，可以提高地下工程的测量精度。
2. 三角测量法三角测量法是一种常见的地下工程测量方法。
它通过测量一系列三角形的边长和角度来确定地下空间的位置和尺寸。
在地下工程测量中，三角测量法可以用来确定地下隧道的长度、高度和角度等。
3. 地下水平测量在地下工程中，地下水平测量是非常重要的。
它可以用来确定地下隧道的水平位置和水平尺寸。
常用的地下水平测量方法包括水准测量和全站仪测量。
水准测量通过测量水平线的高差来确定地下空间的水平位置。
全站仪测量则通过测量目标的水平角度和垂直角度来确定地下空间的水平位置。
二、地下工程测量的挑战在地下工程的测量过程中，存在着一些挑战。
首先，地下空间的环境复杂，如潮湿、黑暗和狭窄等，使得测量工作变得更加困难。
其次，地下工程的尺寸通常较大，需要使用高精度的测量仪器来保证测量结果的准确性。
此外，地下工程的施工和运行会产生振动和噪音，可能会影响测量的精度。
针对以上挑战，测绘技术在地下工程测量中发挥着重要的作用。
通过使用高精度的测量仪器、合理的测量方法和专业的测量人员，可以有效地克服这些挑战，保证地下工程的测量工作的准确性和可靠性。
三、地下工程测量的应用案例地下工程测量的应用案例举不胜举，下面介绍几个典型的案例。
第八章 地下工程施工测量详解
面的贯通掘进中，在平面和高程上按设计的要求正确贯通，保 证所有建（构）筑物在贯通前能正确地施工修建，贯通后能 按设计的几何位置要求正确的对接；保证设备的正确安装； 为营运管理部门提供竣工测量资料等。 地下工程测量同地面工程测量一样，同样遵循“先控制后碎部、 由高级控制低级”的测量程序进行。与地面工程测量相比， 地下工程测量具有以下特点： 1由于地下工程的空间条件限制，地下平面控制测量形式只适合. 布设导线。 2.地下工程的隧道（巷道）是随掘进施工逐渐延伸而成的，因 此，地下的平面和高程控制测量不能预先全面布设，一般以 低等级导线指示隧道（巷道）掘进，而后布设高等级导线进 行控制和检核 。 3.由于地下工作条件和环境的限制，地下测量的测点标志一般 设在顶板上，测量时需进行点下对中；观测需要进行照明。 4.地下工程的隧道（巷道）往往采用独头掘进施工，布设支导 线指示掘进方向，并且有时边长较短，随着隧道（巷道）的 延伸，点位误差的积累会越来越大，因此，要特别注意提高 点位对中精度和进行支导线的复测检核，以提高测量精度和 避免粗差。
§8-2
隧道贯通误差
一、贯通误差及其对隧道贯通的影响
相向开挖的两条施工中线上，具有贯通 面里程的中线点不重合，两点连线的空间线 段称为贯通误差。
贯 通 面
实际的贯通误差 只有在贯通后才 能确定！
1. 贯通误差的分类
贯通误差在水平面上的正射投影称为平面 贯通误差； 在铅垂面上的正射投影称为高程贯通误差， 简称高程误差。
高程误差主要影响线路坡度。
3. 横向误差和高程误差的限差
两开挖洞口 间长度 （km） 横向贯通误 差（mm） 高程贯通误 差（mm） ＜4 4 ~ 8 150 8 ~ 10 200 10 ~ 13 300 13 ~ 17 17 ~ 20
地下工程测量
对于直线或折线导线，横向贯通的精度， 主要取决于导线水平角的观测精度
θ
对于曲线导线，横向贯通的精度，主要取 决于导线水平角和测边的精度，而现在测 距的精度容易满足，所以横向贯通精度依 然取决于地下导线的水平角观测精度
第二节 地面控制测量和近井点的设 置
在坑道施工测量之前，应首先完成地面控制测 量，并依据地面控制点，将近井点放样出来 地面控制网包括平面控制网和高程控制网 平面控制网一般布设为导线网（闭合导线、符 合导线）或GPS网；布设等级一般不低于二级 导线 高程控制网一般按照三、四等水准测量的精度 施测
C
1
2
a d
度）、a（边线到中线的距离）、β
问题：欲标设出边线上的B点和一组边线点B、1、2
放样元素的计算
θ ＝arctan（a/L） DAB=sqrt(L2＋a2 ) β 1=β -θ
β 1 A β θ LB DAB
C
1
2
a d
边线标定的步骤
在A点安置经纬仪，后视10点，顺时针拨角β 1 ， 从A点在视线方向上量取DAB得到B点；
第三节 地下施工测量 井巷施工测量的基础
地面测量：地面控制测量、地面地形测量 联系测量：建立地面地下统一的坐标系统 井下控制测量：平面控制测量、高程控制测量
井巷施工测量的任务
指示巷道开挖的方向（测设） 测绘巷道和回采工作面的位置（测定） 测绘井下钻探及地质构造的特征点（测定）
独立坐标系
在局域性工程测量中，若直接采用国家坐 标系可能难于满足工程上的精度要求 建立地方独立坐标系实质上就是确定地方参考 椭球与投影面 地方参考椭球一般选择与当地平均高程相对应 的参考椭球，该椭球的中心、轴向和扁率与国 家参考椭球相同，其椭球半径a1为：
地下工程测量
地下工程测量1地下工程测量的主要特点：环境恶劣；无自然光；进度要求高；测量工作具有连续性和重复性；测量成果要重复测量；检核工作量大2地面控制网的布设步骤和方法：收集资料、了解情况、现场踏勘3地面控制测量的基本任务：根据地下工程的特点和需要，在地面布设一定形状的控制网，并精密测定其位置4几种常用的地面控制网：导线网、三角锁、环形控制网5地下起始数据的主要任务：1确定地下导线测量起算边的坐标方位角；2确定地下导线起算点的平面坐标；3确定地下高程测量起算点高程（1、2称为定向，3称为导线标高）6一井定向是通过一个竖井进行的几何定向，由地面向定向水平投点和地面与定向水平连接测量两部分7投点：单垂稳定投点和单垂摆动投点单垂稳定投点：假定垂球线在井筒内处于铅垂位置而静止不动，两垂球线在井筒中构成一个竖直面，该竖直面与任何一个水平面的交线都保持同一个方向，以便井上、井下的连接单垂摆动投点：观测垂线的摆动，找出其静止的位置，并固定起来，然后进行连接测量8钢丝自由悬挂的检查：信号圈法、钟摆法、比距法9连接测量的方法主要有：链接三角形法、连接四边形法、瞄直法10影响井下起始边方位角和起始点坐标精度的主要因素是：投向误差和井上下连接误差11用垂球线投点的误差来源：气流对垂球线和球的影响；滴水对垂球线的影响；钢丝的弹性影响；垂球摆动方向与标尺面部平行的影响；垂球线附生摆动的影响12井下高程的传递是地面高程系统，经过平峒、斜井或竖井传递到井下高程测量的起始点上，又称为导入标高井下高程又分为：钢丝导入标高、钢尺导入标高、光电测距仪传递高程13地下工程测量包括：地下平面控制测量和高程控制测量。
其应有的任务在于保证地下工程在预定范围内的贯通14地下平面控制测量的特点：地下导线必须与地面控制网的坐标系统一致；地下控制的导线只能按隧道开挖的形状布设，基本上没有余地；当平行掘进两个隧道时，隔一段距离必须设有横向隧道相连；地下导线是先布设精度较低的施工导线，隧道开挖一段距离后再布置洞内的主要导线；布设地下控制的导线时，既要考虑到贯通面处的横向贯通误差不能超过允许的限值，又必须考虑到能满足施工开挖时的放样精度及测设方便的要求15施工导线是隧道施工中为了方便进行放样和指导开挖而设的一种导线，其精度较低，施工导线总是边开挖边设置，通常沿中线布设，边长一般为20-50m16基本导线是为了准确的知道开挖，保证隧道的正确贯通而布设的边长为100-200m，且精度要求较高的导线17主要导线边长一般为150-800m，导线的点由合适的基本导线点组成，为提高主要导线的测设精度，减少外界条件的不利影响，主要导线应力求靠近隧道的中心线布设18直线隧道的中心线测设：经纬仪正倒镜法、瞄直法、激光指向仪导向法19曲线隧道的中心线测设：经纬仪悬线法、切线支距法、短弦法20竖井井筒中心就是竖井井筒水平断面的几何中心通过井筒中心且相互垂直的两条方向线称为井筒十字中心线通过井筒中心的铅垂线称为井筒中心线，其中一条与井筒提升中心线平行或重合，称为井筒主十字中线21竖井井筒掘砌完毕，应进行井壁纵剖面测量，以检查井壁的竖直程度和提升容器突出部分至井壁的距离是否符合设计规定22管道的中线测量实质上就是把交点以及一些特殊控制点利用各种方法在实地标定23用几个工作面分段掘进同一巷道使分段巷道相通后仍能满足设计要求，这种工程称为贯通24为了使两个或多个掘进工作面，按其设计要求在预定地点上，正确接通而进行的测量工作，成为贯通测量25井巷或隧道贯通一般可分为：一井内巷道贯通、两井内巷道贯通和竖井贯通26贯通接合处的巷道偏差达到某一限制，但仍不影响巷道的正常使用，则称该限值为贯通的容许偏差27贯通偏差可能发生在空间的三个方向上：水平面内沿中线方向上的偏差；水平面内垂直于巷道中心的偏差；水平巷道的高程偏差28凡是由井下一条起算边开始，能够敷设地下导线到达贯通巷道两端的均属于一井内的巷道贯通。
第三章第三节 地下工程测量
第三节 地下⼯程测量新中国成⽴前，上海地下⼯程建设甚少。
新中国成⽴后，地下⼯程开始建设，1965年兴建打浦路隧道，1982年⼜建设延安东路隧道。
随后过江引⽔隧道、泄⽔隧道、越江电缆隧道、地下铁路隧道、地下车库、地下商城等地下⼯程⽇益增多，地下⼯程测量内容不断丰富，测量技术逐步发展，测量⽅法和精度不断变化和提⾼。
⼀、黄浦江⽔下越江隧道⼯程测量1965年，上海隧道公司测量队承担打浦路黄浦江⽔下隧道施⼯全过程测量⼯作，采⽤J2经纬仪观测，基线尺量距⽤重合法测跨河⽔准，⼏何定向采⽤四悬锤线法，利⽤布设直伸三⾓形传递⽅位，J6和S3仪器测定盾构位置。
为中国第⼀条盾构沿着准确的设计轴线⽅向推进，并进⼊接收井预留洞门。
隧道贯通测量横向中误差1.5厘⽶，竖向中误差0.8厘⽶，⼩于设计3厘⽶的要求，达到优良级品。
1989年，杨树浦电⼚建设越江电缆隧道，将220千伏电压电缆通过黄浦江⽔下管道，使浦东与杨树浦电⼚联结。
隧道全长848⽶，钢管内径2.4⽶。
由上海市基础公司承担顶管施⼯，上海勘察院负责阶段性（顶⾄600⽶、700⽶、800⽶时）导向检测⼯作。
管道在江底下穿越主航道时，顶部与江底最⼩距离仅3⽶，这样薄的覆盖层顶管，在全国是⾸例，施⼯存在⼀定风险。
当顶管进⼊800⽶，上海勘察院等检测时发现管道偏离隧道轴线值较⼤，如继续顶进势必⽆法进⼊预留门洞，上海勘察院测量⼈员采取紧急措施，由阶段性检测改为⽇夜跟踪监测，并着⼿进⾏强制纠偏，经努⼒终于在1990年1⽉胜利贯通，避免了质量事故，为国家节约了资⾦。
该⼯程测量获1991年国家优秀勘察银质奖。
来源：⼆、合流污⽔治理地下隧道⼯程测量1985年开始建造合流污⽔治理⼯程，为埋设排⽔管道进⾏地下隧道施⼯。
3·1标由上海基础公司和⽇本NKK公司等单位联合承建。
上海勘察院负责3·1标⼯程测量，即8号～9号～10号～11号井间隧道导向测量，两井间距离700⽶左右，该项⼯程测量要求是以最⼩的⼯作量、最快的速度，达到的测量精度，保证隧道贯通。
地下工程测量课件
地下工程测量的方法与技术
地下工程测量的方法包括钻孔测量、坑道测量、隧道测 量等，每种方法都有其适用的范围和特点。
坑道测量是通过坑道进入地下，进行测量和定位的方法 ，适用于地下采矿和隧道施工等领域。
钻孔测量是通过钻孔的方式，在地下获取测量数据的方 法，适用于地质勘探和矿产资源开发等领域。
05
地下工程测量的案例研 究
某地铁项目的测量实践
总结词
复杂环境下的测量挑战
VS
详细描述
在某地铁项目中，测量工作面临了复杂的 环境挑战，如高湿度、有限的空间和多变 的地理条件。测量团队采用了先进的测量 设备和技术，确保了地铁线路的精确铺设 和隧道的正确贯通。
某高速公路项目的测量实践
总结词
大面积区域的测量精度控制
隧道测量是通过隧道进行测量的方法，适用于地铁、铁 路、公路等隧道施工和监测等领域。
地下工程测量的精度与误差
地下工程测量的精度和误差是 衡量测量结果可靠性和准确性
的重要指标。
精度是指测量结果的可靠性和 准确性程度，误差是指测量结
果与真实值之间的差异。
在地下工程测量中，精度和误 差受到多种因素的影响，如测 量设备、环境条件、操作方法 等。
值等；数据后处理包括数据可视化、数据挖掘等。
分析方法包括统计分析、回归分析、聚类分析等，通过对数据的分析， 可以揭示地下工程的规律和特征，预测未来的发展趋势。
03
地下工程测量的应用与 实践
地下铁路工程的测量
总结词
地下铁路工程的测量是地下工程测量的重要应用之一，涉及到精密的测量技术 和设备。
详细描述
地下管道工程的测量
地下工程施工测量讲义(3篇)
第1篇一、引言地下工程施工测量是地下工程建设中的一项重要工作，其目的是确保地下工程的施工质量、安全、进度和经济效益。
本讲义将介绍地下工程施工测量的基本概念、方法、要求及注意事项。
二、地下工程施工测量的基本概念1. 地下工程施工测量：指在地下工程的设计、施工、竣工及运行管理阶段，对地下工程的地形、地质、结构等进行测量，为工程建设提供准确、可靠的数据和图纸。
2. 地下工程测量控制网：指在一定区域内，根据工程建设需要，布设一系列相互关联、相互制约的控制点，形成具有一定精度要求的测量网。
3. 地下工程施工测量精度：指地下工程施工测量结果与实际值之间的差异程度。
三、地下工程施工测量的方法1. 地下工程平面控制测量：包括导线测量、三角测量、GPS测量等，用于建立地下工程平面控制网。
2. 地下工程高程控制测量：包括水准测量、三角高程测量等，用于建立地下工程高程控制网。
3. 地下工程施工放样：包括建筑物的定位、基础放样、主体结构放样等，用于指导地下工程施工。
4. 地下工程施工测量：包括施工过程中的平面和高程测量，确保施工质量。
5. 地下工程竣工测量：包括地下工程完工后的平面和高程测量，为工程验收提供依据。
四、地下工程施工测量的要求1. 测量精度：根据地下工程等级和施工要求，确定测量精度等级。
2. 测量方法：根据工程特点、地形地貌、测量设备等因素，选择合适的测量方法。
3. 测量设备：选用精度高、性能稳定的测量设备，确保测量结果准确可靠。
4. 测量人员：具备相应的专业知识和技能，熟悉测量设备操作和数据处理。
五、地下工程施工测量的注意事项1. 施工测量前，应熟悉工程图纸、设计文件，了解工程特点、施工要求。
2. 施工过程中，应严格按照测量规范和操作规程进行测量。
3. 注意保护测量标志，避免人为破坏。
4. 定期对测量设备进行校准和维护，确保测量精度。
5. 加强测量成果的审核和管理，确保测量数据准确可靠。
六、总结地下工程施工测量是地下工程建设的重要组成部分，对于保证工程质量和安全具有重要意义。
数字测量 第14章 地下工程测量
I. 概述 II. 地面控制测量 III. 水平角测量 IV. 地下施工测量 V. 贯通测量 VI. 竣工测量
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– 地下工程测量是工程测量的一个重要分支，是测绘学科在地下工程建设中的应用。地下工程 测量是在隧道、地铁、地下防空建筑、水工隧洞、航运隧道、地下工厂、地下矿产开采等地 下工程建设中的测量工作（如图14.1所示）。地下工程测量为地下工程建设提供必要的空间 位置数据、资料、图件，对地下工程建设起到施工指导、安全保障和质量监控作用，是地下 工程建设的一项基本环节和重要内容。
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图14.1 地下工程测量
4
– 地下结构种类繁多，构筑地下结构的施工方法和技术也是多种多样的，隧道开挖方法 如图14.2所示。
隧道开挖方法
山岭隧道
浅埋与软土隧道
水底隧道
传
新
掘
统 矿
奥
进
浅 埋 暗 挖
地 下 连 续
盾 构 法
沉 管 法
盾 构 法
按设计要求进行开挖和支护衬砌； – （3）进行地下工程结构物基础放样以及大型设备的安装和调校测量等测量工作。
·主要的测量工作内容：
– 为了完成地下工程施工测量任务，在地下工程施工时主要的测量工作内容包括：地面控制 测量、联系测量、地下施工测量、贯通测量以及竣工测量。
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本章主要介绍城市地铁施工测量的方法。地铁（Metro，Subway）是在全封闭线路上运行的 大运量或高运量城市轨道交通方式，线路通常设于地下结构内，也可延伸至地面或高架桥上。 地铁是城市轨道交通的主要形式，是解决城市容量瓶颈、缓解交通压力的有效途径。 地铁的地下结构一般分为车站结构和区间隧道。车站结构是由车站的梁、柱、墙、板、拱等 主要承重构件组成的结构物，车站结构施工一般采用明挖法、暗挖法、盖挖法等施工方法 （如图14.3所示）。
地下工程测量
m2 E 2Cos2 F 2Sin2
max 2m M
如果上述要求不满足，则应进一步进行控制网的优化处理。
13.3 地面和地下控制测量
地面控制的一般要求
• 控制网类型 由工程规模、地形、地质条件、测量仪器等因素 决定。一般可采用三角网、边角网、导线网、 GPS网等。
• 平面网布设 收集资料：地形图、线路平面图等。 现场踏勘：查看测量控制点和线路控制桩。 布网选点：注意控制网的网形；控制点的稳定性、 安全性和使用的方便性；洞口一般应有3~4个控 制点；洞口点应通视良好，便于保存。
• 地下建(构)筑物：如地下工厂、仓库、影剧
院、游乐场、舞厅、餐厅、医院、图书室、 地下商业街、人防工程以及军事设施等；
• 地下采矿工程
施工方式
• 明挖法（浅层） • 矿山法（硬质） • 盾构法（软质）
地下工程测量的特点
(1)、地下工程施工面黑暗潮湿，环境较差，经常需 进行点下对中（常把点位设置在坑道顶部），并 且有时边长较短，因此测量精度难以提高。
• 应采取措施严格控制横向误差和高程误差， 以保证工程质量。
• 为保证地下工程的施工质量，在工程施工前， 应进行工程测量误差预计。
• 在地下工程中应尽量采用先进的测量设备。
13.2 隧道贯通误差预计
贯通误差
• 定义： 施工中心线在贯通面处产生错开的 现象称之。
• 分类： 纵向：中心线方向的贯通误差，仅影响
Mq
M 5
0.45M
• 高程方面，由于地面和地下的观测条件各 有优缺点，因此，将洞内和洞外各作一个 独立因素来考虑，即：
mh
Mh 2
0.71M h
• 对于多个贯通面的情况，为保证线路中心 线几何形状的完整性，测量精度应从严考 虑，即只考虑有一个贯通面，总的误差不 变，则每个贯通面的洞内测量允许误差影 响为：
地下工程测量
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地下工程测量
8.1 概述
3. 隧道工程测量的内容及作用
• 洞外平面控制测量； • 洞外高程控制测量；
• 洞内平面控制测量； • 洞内高程控制测量；
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地下工程测量
8.2 地面控制测量
建立洞外平面控制的常用的方法有：中线法、精密 导线法、三角网和GPS网等。
1. 中线法（现场标定法）
• 先将洞内线路中线点的平面位置测设于地面，经检核确认 该段中线与两端相邻线路中线能够正确衔接后，方可以此作 为依据，进行引测进洞和洞内中线测设。
特点：
开挖顺着中线不断地向洞内延伸，衬砌和洞 内建筑物（避车洞、排水沟、电缆槽等）的施工 紧跟其后，不等贯通，隧道内的大部分建筑物已 经建成；
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2020/11/10
地下工程测量
8.1 概述
2. 隧道工程测量的任务
勘测设计阶段是提供选址地形图和地质填图所 需的测绘资料，以及定测时将隧道线路测设在地 面上，即在洞门前后标定线路中线控制桩及洞身 顶部地面上的中线桩；
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地下工程测量
8.2 地面控制测量
• 直线隧道长度大于1000m，曲线隧道长度大于 500 m，均应根据横向贯通精度要求进行隧道平面控 制测量设计。
• 两相邻开挖洞口（包括横洞口、斜井口）高程路 线长度大于5000m，应根据高程贯通精度要求进 行隧道高程控制测量设计。
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8地下工程测量
纵向误差125毫米 横向误差12毫米 高程误差1毫米
，62只02找0/理10由/3 成功！
8.2 地面控制测量
• 对于直线隧道，洞外平面控制测量的目的主要是 获取两端洞口较为精确的点的平面位置和引测进 洞的方向；
• 对于曲线隧道，洞外平面控制测量除具有与直线 隧道相同的目的外，还在于间接求算隧道所在曲线 的转向角及两端洞口控制桩与交点的相对位置，进 而按设计选配的圆曲线半径和缓和曲线长重新确定 隧道中线的位置。
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8.2 地面控制测量 2. 导线法
（3）导线应尽可能通过隧道两端洞口及各辅助坑道口 的进洞点，使这些点能够成为主导线点。有时受条件限制 ，辅助坑道口的进洞点不便直接联系为主导线点时，可作 为支导线点，这些点至少与两个主导线点联测，以保证其 精度。
（4）在确定控制点位置时，应使每个洞口不少于三个 能彼此联系的平面控制点（包括洞口插点及附近的三角点 ，导线点）。以便于进洞时进行检测，或某个点在施工过 程中被破坏后，便于补测。
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8.2 地面控制测量 2. 导线法
（5）为了提高导线测量的精度和增加校核条件，一般都 将导线布置成多边形闭合环。当量距困难时，可布设成主副 导线闭合环，副导线只测其转角而不量距。
（6）导线最短边长不应小于300m，相邻边长的比不应小 于1：3，并尽量采用长边，以减小测角误差对导线横向误差 的影响。
• 一般将洞外平面控制测量的误差做为影响隧道横向贯通误差的 一个独立的因素，将两相向开挖的洞内导线测量的误差各为一 个独立的因素，按照等影响原则确定相应的横向贯通误差。
洞外（内）平面控制测量的误差所引起的横向贯通误差的 允许值：
13 第13章_地下工程测量
2 mq
2 m
(ns)2
2 m
2
s2
n(n 1)(2n 1) 6
当在导线上均匀地加测了 个陀螺方位角时，则产生k条方位角附合导 线。导线终点的横向误差估算公式（推导从略）如下：
Mh
2
0.71M h
(5). 若隧道有几个贯通面时 则每个贯通面上的横向贯通误差的允许值为： 2M q 0.82M q
mk
n
n
按比例分配原则
表13-3 隧道控制测量对贯通中误差的影响值的限值 横向贯通中误差（mm） 两开挖洞 口间的长 洞外控 度（km） 制测量
L4
高程贯通中 误差（mm） 洞 洞外 内
地下工程的地面与地下控制测量包括平面和高程控制 两部分，一般都是分开进行。
三角网和导线网 平面控制测量 GPS网 地面控制测量 高程控制测量 水准测量 三角高程测量
平面控制测量（导线网） 地下控制测量 高程控制测量（水准测量）
§13.3.1隧道的地面控制测量
1. 导线公式法 洞内导线横向贯通误差影响值按导线公式（13-2）估 算，导线公式是按支导线推导的，实际工作中，多布设为环 形或网形，平差后测角、测边精度都会提高，故按导线公式 估算的值偏于安全。
m mq
2
2. 简化公式法 对于直线隧道，设洞内布设等边直伸导线，洞内导线测角 误差引起横向贯通误差可近似表示为以下简化公式：
对于螺旋形巷道，因不能形成长边导线，每次向前延伸时，都应从 洞外复测，在导线点无明显位移时，取点位的均值。
13.2.3.2加测陀螺方位角的地下导线测量
在地下导线中加测一定数量导线边的陀螺方位角，可以限制测角 误差的积累，提高导线点位的横向精度。 如下图所示，地下导线有n条边，平均边长为S，在不加测陀螺方位 角时，导线终点n的横向误差估计公式为：
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1.地下工程是指各种矿山地下坑道、地质勘探坑道、隧道、地下铁路、人防工程和其他地下设施。
2.地下工程测量和地面工程测量有什么区别？与地面工程测量相比，有许多共同的地方，譬如说放样工作而地下工程测量，由于其工作环境的特殊性和作业空间的局限，地下工程测量有其自身的特点：通视条件差，起算数据少，为了保证地下导线测量的精度，除施测之前充分作好误差估计外，测量员应保持认真负责的态度和严谨细心的工作作风地下导线的形状完全取决于坑道设计的形状，没有选择的余地地下控制导线也可以有闭合导线、附合导线和支导线，但地下平面控制和高程控制是在工程施工之后进行，并且与施工测量同时进行所用仪器设备不同，陀螺经纬仪、矿用经纬仪、激光准直仪。
有镜上中心，仪器中心刻在望远镜上，进行点下对中；具有防爆照明设备、密封性要好；望远镜镜筒要短，便于近距离调焦。
竖井联系测量是地下工程测量所特有的测量方法，包括平面联系测量和高程联系测量，通过地面控制点，建立井下的控制点（已知点），保证井上与井下坐标系统的统一。
3.地下施工的水平（横向）、竖直、掘进（纵向）方向，及其精度对施工的影响。
横向方向：它是指与掘进方向垂直的水平方向。
竖直方向：它是指巷道掘进在竖直面内的方向，即高程。
纵向方向：与掘进方向一致的方向。
不同方向上的误差对巷道的掘进和最后的贯通具有不同的影响：横向方向和竖直方向对贯通测量的影响最大，而纵向方向的误差只是仅仅影响巷道中线的长度，对巷道的质量没有影响。
对于直线（或折线）导线，横向贯通的精度，主要取决于导线水平角的观测精度；对于曲线导线，横向贯通的精度，主要取决于导线水平角和测边的精度，而现在测距的精度容易满足，所以横向贯通精度依然取决于地下导线的水平角观测精度。
4.井巷施工测量的任务：指示巷道开挖的方向（测设）测绘巷道和回采工作面的位置（测定）测绘井下钻探及地质构造的特征点（测定）5.巷道边线的测设为了不影响巷道掘进的进度，指示工作线可设在两帮上，称为“给边线”。
已知：A为巷道中线上的点、L（AB在中线上的投影长度）、a（边线到中线的距离）、β问题：标设出边线上的B点和一组边线点B、1、2解题过程: 放样元素的计算: θ＝arctan（a/L）DAB=sqrt(L2＋a2 ) β1=β-θ（1）在A点安置经纬仪，后视10点，顺时针拨角β1 ，从A点在视线方向上量取DAB得到B点；（2）仪器搬至B点，后视A点，顺时针拨（180＋θ）角，可指出边线方向，在此方向上设立1、2两点，则B、1、2即为一组边线点；（3）当巷道掘进一段距离后，可设立另一组边线点，方法同（2）。
6. 巷道中线和边线延长的主要方法有：瞄线法、拉线法。
7. 曲线巷道的测设：工作思路：化曲为直、用弦线代替圆曲线。
确定合理的弦长：转折点尽量少、通视。
经验弦长：当中心角在45～90度时，用2～3个弦长；当中心角在90～180度时，用4～6个弦长。
已知：曲线半径R、圆心角θ、巷道宽D解算元素：每弦所对的圆心角为θ/n放样：（1）测设A点；（2）在A点安置仪器，后视M，拨角βA，得弦线A1的方向；在顶板上标出两点用以指掘进方向（3）当掘进到一定长度时测设弦长L8. 巷道腰线的测设腰线：腰线点的联线，用于指示巷道的坡度腰线点：固定在巷道的两帮，高于底板或轨道面1m，三点为一组，点间距>2m腰线的作用：指示巷道掘进的坡度，控制巷道不发生竖直方向的位移。
坡度：又称为斜率百分比。
H/D×100％，由巷道设计时给定。
9. 经纬仪伪倾角法测设腰线AB为巷道中线方向，C为巷道左帮上与B等高的点，当在A点架设经纬仪，在C点放样腰线点时，竖盘所拨的角为δ1而不是δ若用伪倾角测设腰线，必须先求出其真值放样元素计算：因为B、C等高，所以有：DAC ×tan（δ1）＝DAB ×tanδ即：tan（δ1）＝tanδ×DAB/DAC，而DAB/DAC=cosβ所以有：tan（δ1）＝cosβtanδ其中，δ为巷道设计的真倾角，β可以用经纬仪直接测得，所以伪倾角δ1可以计算出来。
伪倾角法测设腰线的步骤：将经纬仪安置在中线点B下，测角β 1依测得β1和设计倾角δ，计算出伪倾角δ 1使竖盘读数为δ 1 ，将望远镜照准腰线点1的铅垂线，并作一记号，量取K值；同理在待设腰线点2的铅垂线处作一记号，由记号向下量取K值即为2点的腰线点；如果B点及B点的轨道面高程已知，再量取仪器高I值，则K值也可计算得出。
9.井下经纬仪导线的建立与延长。
（1）为了给出掘进方向，按C1、D1点先布设二级导线；（2）掘进至800M左右，从C1、D1点布设一级导线；（3）后二级导线每50M，一级导线每500M测量一次；（4）如此交替进行，一级与二级最后三点要重合，且布设为永久点，以检查二级导线和三点位置的正确性。
导线布设形式：同地面一样：符合导线、闭合导线、支导线。
当采用支导线时，须进行往返测，形成复测支导线导线的延长：一级导线每300－800M延长一次二级导线每30－200M延长一次延长导线之前，应对上次导线的三个固定点作检查，三点构成的水平角前后两次观测的水平角较差<40``若有不符，继续向后检查10. 一井定向简介将地面进井口附近的C、D边的方位角和C点的坐标，引到井下定向水平边的C1、D1边上，从而得到C1D1边的方位角和C1点的坐标。
假设e＝1mm，L＝1m，可得：为减小定向角误差，可减小e误差，增加L的长度一般将e控制在0.5mm以下。
连接：地面连接：求出DC 边的方位角和连接点C 的坐标 井下连接：确定经纬仪导线起始边C1D1的方位角和C1点的坐标 方法：连接三角形法 测量数据：地面：ϕ,,,,C c b a 井下：11111,,,,ϕC c b a 水平角观测技术要求：计算：量边正确性检查求连接△A 、B 和A1、B1用导线计算井下起始边的方位角和起始点的坐标连接三角形最有利的形状：总结：一井定向联系三角形最佳形状？联系△应为伸展状角A、C应接近于零，在任何情况下A角都不能大于3°a/c的数值应大约等于1.5两吊垂线之间的距离c应尽可能选择最大的数值传递方向时应选择经过小角A为传递角的路线11. 井下高程控制测量目的：解决采掘工程在竖直方向上的几何问题确定各巷道在竖直方向上的位置及其相互关系任务：建立井下高程系统绘制巷道纵剖面图，确定各底板高程检查主要巷道及其运输线路的坡度（斜率百分比）指示巷道在竖直面内的掘进方向分类：水准测量适用范围：水平巷道内或坡度<8度的倾斜巷道内三角高程测量适用范围：坡度>8度的倾斜巷道内12. 贯通测量的实质在待贯通的巷道两端建立控制点随着巷道的掘进测设符合导线进而指导贯通工程的施工根据平面坐标可以指示巷道在平面内掘进的方向根据高程可以指示巷道在竖直面内掘进的方向分类：按性质分为：水平、竖直、倾斜贯通按方向分为：相向、同向、单向贯通13. 水平巷道的贯通前期测量：统一平面坐标系统：在A、B之间测设经纬仪导线，求出A、B两点坐标统一高程系统：在A、B之间进行高程测量，求出A、B两点高程计算贯通元素：水平方向：DABαAB ＝arctan（YB-YA）/（XA-XB）竖直方向：贯通巷道中线的倾角δ即AB的坡度i ＝（HA-HB）/DAB 贯通长度：即斜距SAB=DAB/COSδA、B两点处的指向角：β1、β2贯通测量的实施：在A、B两点架设经纬仪根据指向角给出中线方向根据坡度给出腰线方向若A B坡度为正，则B A坡度为负当巷道倾角大于30度时，可只给腰线14. 倾斜巷道的贯通前期测量1>敷设经纬仪导线A-1-2-B, 并测设高程2>其中开切点A 为已知设计值，贯通中线方位角αAP 为已知设计值 3>欲求得贯通元素，需先求P 点坐标值 求定点P 的坐标：tanαAP=(YP -YA)/(XP-XA)tanα2P=tanα2B=(YP -Y2)/(XP-X2) 由以上两式 XP 、YP并现场标定点P 的位置，测出其高程HP 计算贯通元素：计算DAP ，为了检核P 点的正确性，可以验证：D2B=D2P+DPB 求倾角δAP ：tanδAP=(HP -HA)/DAP(平距) 求斜距SAP=(HP-HA)/sin δAP 求指向角βP=αPA-αPB βA ＝αAP-αA1 贯通测量利用指向角分别在A 、P 两点架设经纬仪给出中线方向 利用倾角给出坡度对于沿煤层掘进的斜巷， 可不需要测设腰线15. 贯通点横向误差的误差源：地面、地下控制测量导线测角误差：)(βX M 地面、地下控制测量导线量边误差：)(L X M 竖井联系测量中的定向误差：)(O X M贯通点K 在水平重要方向上的总误差为：XX O X L X X XM M M M M M 2＝预2)(2)(2)(2±++=β如果预计后的误差大于容许误差，应调整以上相应精度。
但是量边精度和竖井定向精度改进的余地有限，因此，提高井上、井下的测角精度是有效降低横向贯通预计误差的主要途径16. 地面、地下控制测量导线测角误差的影响由导线的测角误差引起K 点在X 方向上的误差可表示为∑∑+=222下222上2)(YiYiX R m R m Mρρβββ其中2上βm 、2下βm 为井上、下导线的测角中误差，可采用有关测量规范中规定的测角精度指标RYi 是相应导线点i 和贯通点K 的连线在Y 轴上的投影长度。
17. 地面、地下控制测量导线量边误差 可表示为：∑∙=222X(L))(M x l d lm 其中lm l为井上、下导线测边相对中误差，可 采用与井上导线等级相应的测距相对中误差； 对于井下导线而言，其边长精度有剩余，其中∑2x d 为各导线边在贯通面上投影长度dx 的平方和，可在贯通平面图上量取。
18. 竖井联系测量中的定向误差 ：22222121)()()(Y Y o X R m R m M ∙+∙=ρρ RY1、RY2分别为两井至X 轴的垂距，m1、m2分别为两竖井的定向误差，一般要求两次独立定向的较差不应大于3′，所以每个竖井一次定向中误差可取：//2164223±='±==m m 19. 长角短边法测量井下经纬仪导线 1、问题的提出井下经纬仪导线边长大都在50M 左右，边长比较短导线测量的精度由测角精度和测边精度决定，边长越短，测角精度越低。
实际工作中，一般用50M 钢尺量距，若边长较长，则需在导线点上中间加点进行分段丈量，则加大工作量、增加了测边的累积误差。
长角短边：长角减少测角误差，短边控制在50M 以内以避免分段丈量。
又名，边角分测法。
2、测量步骤在B 点架设经纬仪，后视已知点A ，前视导线点1、2、3、、、直到某一点看不见或不清晰为止，然后用盘右按相反的顺序观测完一个测回；经纬仪视线调成水平，在1、2、3垂线上记下中丝位置，分别丈量各导线边长B-1,1-2,2-3； 接着在3号点架设仪器，后视B 点，如上进行长角短边测量。